西门子?？?ES7317-6FF04-0AB0技术参数

使用 SIMATIC S7-1500 组态故障安全系统 
故障安全自动化系统 
故障安全自动化系统（F 系统）用于具有较高安全要求的系统。F 系统用于控制过程，确
保中断后这些过程可立即处于安全状态。也就是说，F 系统用于控制过程，在这些过程中
发生即时中断不会危害人身或环境。
安全集成 
安全集成是西门子自动化和驱动技术的安全理念所在。
针对安全系统，均采用久经验证的自动化技术与产品，例如这种情况下的 SIMATIC S7-
1500。安全集成包括完整的安全序列、各种传感器、执行器和故障安全模块以及控制
器，通过标准现场总线进行安全相关的通信。除了其实际功能外，驱动器和控制器还处理
安全任务。
带有 S7-1500 和 ET 200MP 的 SIMATIC Safety F 系统 
下图显示了一个带有 S7-1500、ET 200MP 和 PROFINET IO 的 SIMATIC Safety F 系统
示例。
在 S7-1500/ET 200MP 组态中，故障安全 I/O ?？楹头枪收习踩?I/O ?？榭苫旌鲜褂谩?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>故障安全 IO 控制器 (F-CPU) 与： 
● 故障安全?？榻换话踩喙厥?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>● 非故障安全模块交换非安全相关数据
图 3-12 故障安全自动化系统 SIMAT

故障安全 I/O ?？?S7-1500/ET 200MP 
以下故障安全 I/O ?？榭捎糜?S7-1500/ET 200MP：
● 故障安全数字量输入?？榧觳獍踩喙卮衅鞯男藕抛刺⒔嘤Φ陌踩》⑺偷?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>F-CPU。
● 故障安全数字量输出?？榭煽刂瓢踩喙厝挝裰械闹葱衅?。
带有故障安全 I/O 模块的 ET 200MP 组态示例 

硬件和软件要求 
使用 S7-1500/ET 200MP 故障安全 I/O ?？椋?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>● 在 S7-1500 中，S7-1500 F-CPU 的固件版本为 V1.7 及以上版本
● 在分布式 ET 200MP 中，S7-1500 F-CPU 的固件版本 V1.5 及以上版本，且所有 FCPU 均可在 TIA Portal 的硬件目录中选择
在 ET 200MP 中，故障安全 I/O 支持以下接口?？椋?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>● IM 155-5 PN ST，固件版本 V3.0.0 及以上版本
● IM 155-5 PN HF，固件版本 V3.0.0 及以上版本
● IM 155-5 DP ST，固件版本 V3.0.0 及以上版本
要组态和编程故障安全 I/O ?？?S7-1500/ET 200MP ，则需： 
● STEP 7 (TIA Portal) V13 SP1 及以上版本
● 可选包 STEP 7 Safety Advanced V13 SP1 + HSP0086 及以上版本
仅在安全模式下使用 
在安全模式下，只能使用故障安全 I/O 模块 S7-1500/ET 200MP 。这些?？椴荒苡糜诜?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>故障安全模式（即，标准模式）中。
可达到的安全级别 
故障安全 I/O 模块中集成有各种安全功能，可用于安全模式。
可以达到下表中的安全级别：
● 在 STEP 7 中，对各种安全功能进行相应的参数设置
● 具有故障安全和非故障安全 I/O ?？榈奶囟ㄗ楹?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>● 按特定方式对传感器和执行器进行排列和接线
表格 3- 1 安全模式下， S7-1500/ET 200MP 可达到的安全等级
安全模式下的安全级别 
基于 IEC 61508:2010 基于 ISO 13849-1:2015 
SIL3 Cat.3 (PL) Performance Level d 
SIL3 Cat.4 (PL) Performance Level e

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二.S7-200SMART侧编程

1.新建项目，选择工具-PUT/GET向导，打开配置页面(图.3)

图.3

图5-39  选择序列的梯形图三

2．并行序列的编程

（1）使用STL指令的编程

如图5-40所示为包含并行序列的功能表图，由S31、S32和S34、S35组成的两个序列是并行工作的，设计梯形图时应保证这两个序列同时开始和同时结束，即两个序列的31和S34应同时变为活动步，两个序列的后一步S32和S35应同时变为不活动步。并行序列的分支的处理是很简单的，当步S0是活动步，并且转换条件X0＝1，步S31和S34同时变为活动步，两个序列开始同时工作。当两个前级步S32和S35均为活动步且转换条件满足，将实现并行序列的合并，即转换的后续步S33变为活动步，转换的前级步S32和S35同时变为不活动步。

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是对图5-40功能表图采用STL指令编写的梯形图。对于并行序列的分支，当S0的STL触点和X0的?？サ憔油ㄊ?，S31和S34被同时置位，系统程序将前级步S0变为不活动步；对于并行序列的合并，用S32、S35的STL触点和X2的常开触点组成的串联电路使S33置位。在图5-41中，S32和S35的STL触点出现了两次，如果不涉及并行序列的合并，同一状态器的STL触点只能在梯形图中使用一次，当梯形图中再次使用该状态器时，只能使用该状态器的一般的?？サ愫蚅D指令。另外，FX系列PLC规定串联的STL触点的个数不能超过8个，换句话说，一个并行序列中的序列数不能超过8个。

图5-41  并行序列的梯形图

（2）使用通用指令的编程

如图5-42所示的功能表图包含了跳步、循环、选择序列和并行序列等基本环节。

图5-42  复杂的功能表图

如图5-43所示是对图5-42的功能表图采用通用指令编写的梯形图。步M301之前有一个选择序列的合并，有两个前级步M300和M313，M301的起动电路由两条串联支路并联而成。M313与M301之间的转换条件为，相应的起动电路的逻辑表达式为，该串联支路由M313、X13的常开触点和C0的常闭触点串联而成，另一条起动电路则由M300和X0的常开触点串联而成。步M301之后有一个并行序列的分支，当步M301是活动步，并且满足转换条件X1，步M302与步M306应同时变为活动步，这是用M301和Xl的常开触点组成的串联电路分别作为M302和M306的起动电路来实现的，与此同时，步M301应变为不活动步。步M302和M306是同时变为活动步的，因此只需要将M302的常闭触点与M301的线圈串联就行了。

图5-43  使用通用指令编写的梯形图

步M313之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步(即步M305和M311)都是活动步和转换条件X12满足。由此可知，应将M305，M311和X12的?？サ愦?，作为控制M313的起动电路。M313的后续步为步M314和M301，M313的停止电路由M314和M301的常闭触点串联而成。

编程时应该注意以下几个问题：

1）不允许出现双线圈现象。

2）当M314变为“1"状态后，C0被复位（见图5-43），其常闭触点闭合。下一次扫描开始时M313仍为“1"状态（因为在梯形图中M313的控制电路放在M314的上面），使M301的控制电路中上面的一条起动电路接通，M301的线圈被错误地接通，出现了M314和M301同时为“1"状态的异常情况。为了解决这一问题，将M314的常闭触点与M301的线圈串联。

3）如果在功能表图中仅有由两步组成的小闭环，如图5-44a所示，则相应的辅助继电器的线圈将不能“通电"。例如在M202和X2均为“1"状态时，M203的起动电路接通，但是这时与它串联的M202的常闭触点却是断开的，因此M203的线圈将不能“通电"。出现上述问题的根本原因是步M202既是步M203的前级步，又是它的后序步。如图5-44b所示在小闭环中增设一步就可以解决这一问题，这一步只起延时作用，延时时间可以取得很短，对系统的运行不会有什么影响。

图5-44  仅有两步的小闭环的处理

（3）使用以转换为中心的编程

与选择序列的编程基本相同，只是要注意并行序列分支与合并处的处理。

（4）使用仿STL指令的编程

如图5-45所示是对图5-42功能表图采用仿STL指令编写的梯形图。在编程时用接在左侧母线上与各步对应的辅助继电器的?？サ?，分别驱动一个并联电路块。这个并联电路块的功能如下：驱动只在该步为“1"状态的负载的线圈；将该步所有的前级步对应的辅助继电器复位；指明该步之后的一个转换条件和相应的转换目标。以M301的?？サ憧嫉牡缏房槲盡301为“1"状态时，仅在该步为“1"状态的负载Y0被驱动，前级步对应的辅助继电器M300和M313被复位。当该步之后的转换条件X1为“1"状态时，后续步对应的M302和M306被置位